Одно из важных направлений современных научных исследований в мире – достижение баланса выбросов углекислого газа и его переработки в полезные продукты – водородсодержащие газы.
Сохранение экологии, окружающей среды сегодня зависит от внедрения новых технологий переработки углекислого газа и метана.

Казахстанские учёные также участвуют в исследованиях по переработке углекислого газа и метана в смесь водорода и монооксида углерода с использованием каталитических систем. Результат позволит в дальнейшем получать более экологически чистые продукты нефтехимии как метанол, углеводороды топливного назначения, не содержащие сернистых и азотистых соединения.
В Институте проблем горения группа исследователей под руководством профессора К. Досумова разработала новый нанокатализатор, который перерабатывает основные парниковые газы, такие как углекислый газ (CO2) и метан (CH4), в водородсодержащую смесь с высокой добавленной стоимостью. Ожидается, что этот катализатор внесет значительный вклад в разработку различных технологий преобразования отходов в энергию, поскольку его эффективность преобразования CH4 в H2 выше по сравнению с известными катализаторами.

Исследования проводятся в рамках проекта МНТЦ 2606 «Разработка сорбентов-носителей, катализаторов и технологии утилизации парниковых газов - метана и диоксида углерода»

Проект посвящен решению важной научно-технической проблемы создания научных основ и новых подходов к синтезу новых, регенерируемых поглотителей углекислого газа для применения в сорбционно-каталитическом процессе, который позволит уловить и концентрировать углекислый газ из выбросных газов различных объектов на которых используется оборудование, сжигающее топливо (уголь, газ и др.) и превратить СО2 в метан путем гидрирования по реакции Сабатье.

Предлагаемый проект направлен на утилизацию парниковых газов (метана и диоксида углерода) в промышленно важный продукт - синтез-газ каталитическими методами. Последний является восстановителем в металлургических процессах, экологически чистым топливом или газовыми турбинами, а также основным сырьем для синтеза Фишера-Тропша, необходимым для развития химической промышленности. Вот почему синтез-газ представляет экономические и промышленные интересы для производителей. Кроме того, использование парниковых газов в качестве исходного материала для производства промышленно важных продуктов является конкурентоспособным и высокоэффективным процессом производства из-за его низкой цены, которая повышает их качественные характеристики и является экологически безопасной, таким образом, создавая повышенный социальный спрос. В настоящее время использование новых систем (носитель + активная фаза) с желаемыми каталитическими свойствами обеспечивает лидирующую позицию инновационных решений для производства продуктов нефтехимии. В связи с этим востребована разработка технологии получения новых катализаторов, обладающих уникальными физико-химическими свойствами, весьма перспективных для конверсии легких углеводородов и позволяющих производить ценные товары.

Цель проекта: Разработка носителей сорбента и каталитических систем с заданными свойствами селективного действия для утилизации парниковых газов (CO2 и CH4) и получения синтез-газа в качестве ценного конечного продукта. Определение эффективных технологических режимов процесса конверсии и выявление взаимосвязи физико-химических характеристик разработанных сорбентов-носителей и катализаторов (на новых носителях, полученных из термостабильного сырья как природного (месторождения Грузия), так и искусственного происхождения), с их адсорбционными и каталитическими свойствами в процессе конверсии углекислого газа метана в синтез-газ.

Ожидаемые результаты:
- Будут разработаны высокоэффективные полиоксидные каталитические системы на основе металлов с переменными валентностями, нанесенные на носители (приготовленные из термостойкого материала как природного, так и искусственного происхождения).
- Состав каталитических систем будет усовершенствован путем модификации оксидами редкоземельных металлов и металлов с переменными валентностями.
- Будет определен эффективный способ приготовления катализаторов.
- Будут определены эффективные технологические режимы процесса углекислотной конверсии метана (температура, объемная скорость реакции, соотношение СО2: СН4, влияние паров воды).
- Будет выявлена связь физико-химических свойств (морфология, структура, фазовый состав и т. д.) с каталитическими свойствами синтезированных катализаторов.
- Разработанный оптимальный катализатор будет испытан на стабильность с использованием укрупненного прибора при эффективном технологическом режиме процесса углекислотной конверсии метана.
- Результаты исследования будут опубликованы в рецензируемых научных журналах.
Полученные результаты будут иметь практическое значение для нефтегазовой промышленности, нефтехимического синтеза, металлургии и т. д. С учетом отсутствия промышленных средств для переработки больших ресурсов алканов в Казахстане, более комплексных исследований по разработке катализаторов (каталитических системы) и процессов производства синтез-газа, использование диоксида углерода в качестве продукта сгорания топлива представляют значительный экономический и экологический интерес. Разработанные в ходе проекта каталитические системы и технологические режимы конверсии парниковых газов (CO2 и CH4) в синтез-газ являются основой для выполнения процесса. Предполагается, что, предлагаемый проект «Разработка сорбентов-носителей, катализаторов и технологии утилизации парниковых газов метана и углекислого газа» может быть практически реализован на одной из тепловых электростанций (ТЭС) в Казахстане, где метан используется в качестве топлива и углекислый газ образуется во время его сгорания.